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2024年12月13日 星期五

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LED 照明裝置的最低電力要求,為創新的低壓照明基礎設施鋪平了道路,其中燈具僅由一根乙太網電纜供電。儘管目前的案例有限,但乙太網(PoE)照明發電潛力很大,可以為建築物帶來智慧,並為弱電安裝人員帶來機會。

PoE 可以在一個網路中連線、監控和控制 LED 燈具,以及一系列保持建築物執行的感測器和裝置,如暖通冷氣機、佔用和門禁控制。當充分利用其潛力時,PoE 照明可以將營運照明成本降低多達一半,提高建築物的永續性並提供情報。但採用參差不齊,部分原因是提供的電力很少,缺乏互操作性,以及整合電氣和 IT 世界的挑戰。

該技術一直在不斷發展,以應對基本挑戰。第一批 PoE 照明系統,每個燈具只有 30W,這不足以照亮房間。2017 年,功率增加到 60 瓦,而高效能 PoE 可以達到 75W 或 90W。有了這種更高的瓦數,PoE 成為一個合法、可行的光源。魁北克省拉薩爾 Axis Lighting 綜合系統開發副總裁 Carol Jones 說,事實上,60W 或 75W「為你的典型商業應用提供了充足的光線」。她說,高天花板中的高輸出固定裝置可能需要更多電力,但在典型的商業應用中,這已經足夠了。因此,新的獨立 PoE 製造商一直在開發產品。

PoE 進化

總部位於休斯頓的 LED 工業的 IT 專案經理海德爾·阿巴斯說,自從最早的 PoE 解決方案,首先由加利福尼亞州聖何塞的思科開發,為網際網路協議(VoIP)電話提供語音電力以來,PoE 更高的功率等級為使用提供了更多選擇。

思科於 2000 年開發並首次交付了 PoE 的專有版本,以實現向思科 IP 電話手機提供可擴充和可管理的電源交付。思科企業網路產品行銷經理 Jeffrey Meek 說,這個早期版本僅交付了 10W。他說,PoE 已經從為 VoIP 電話供電,到 IP 攝影機,再到膝上型電腦,現在又變成了整個辦公樓或酒店的燈光。PoE 消除了對電源佈線的需求,因為乙太網電纜提供資料和電源。

PoE 還提供獨特的好處,包括資料收集、趨勢分析和託管交換機或閘道器提供的靈活控制。透過將照明帶入存在其他低壓系統的 IT 壁櫥,設施經理可以將其能源監控和建築系統與照明控制相結合。然而,威斯康辛州麥迪遜 Nebulous LLC 的創始人兼電氣工程師 Mike Starr 說,承包商或整合商在安裝此類系統時必須解決多個考慮因素。

PoE 照明利用多個埠的交換機 —— 多達 24 或 48 個 —— 專用於夾具連線。Starr 說,這些埠取決於它們列出的 IEEE 802 標準。根據國家電氣法規,PoE 交換機可以插入 120V 的電源,然後埠可以根據每個埠允許的瓦數直接向夾具供電。因此,用於 LED 燈具的 PoE 交換機(或多個交換機)可以解決普通地點的辦公室或商業照明。Starr 說,例如,平均平板 LED 燈具在 10W 至 50W 之間,這取決於應用和尺寸。

Starr 說,以 30,000 平方英尺的辦公樓為例。 在每平方英尺 0.5W 的流明下,這種系統可以在技術壁櫥中與 5-10 個專用交換機一起執行,從而需要在那裡再有一個機架。因此,另一個考慮因素是容納 IT 壁櫥中的照明網路。

他說:「這種資料和電氣系統的混合,也可以進一步混合行業(電工)或技術(IT)員工的作用。」

關於 PoE 的神話和現實

對 PoE 照明有一些誤解,最重要的是這種安裝,可以在沒有電工的情況下完成

「這有點像神話。 瓊斯說:「如果沒有電工安裝你的燈具,你就無法逃避高品質的照明專案。」他補充說,IT 解決方案提供商對大多數照明佈署中,包含的各種燈具類型沒有經驗。 「他們來自不同的學科,具有不同的能力。」

與此同時,那些佈署這種低壓照明的人會體驗到各種好處。一個是減少能源消耗,多達 50%,另一個是智慧問題。透過獲取有關照明的資料,控制每個夾具的燈光設定,並與其他建築系統整合,隨著時間的推移可以節省大量時間。PoE 實現了 TCP/IP 通訊 —— 將資料網路化到伺服器,同時提供有關多種類型裝置的資料 —— 其中已經出現了數位化的總體趨勢。瓊斯預測,從長遠來看,數位資料將是大多數建築的必需品。

「無論是無線數位照明感測器還是 PoE,建築業主和經理都會找到一種方法,將他們的照明與其他建築系統一起數位化。出於太多原因,這只是有益的。」

許多辦公大樓租戶已經嚐到了,網路連線可以為他們提供哪些應用,這些應用通常針對那些在大型企業場景度過工作日的人。租戶可以使用應用 app,透過手機進出大樓,或使用它來尋找通往會議室的路標,更新到大樓的交付情況,並提醒現場瑜伽課將在半小時內開始。

還有電纜考慮因素。使用 PoE,電纜不能執行太久;根據能源部的說法,夾具和 PoE 伺服器交換機之間,最多 50 米將導致 5% 或更少的損失。

Jones 說:「這些是特定於位置的東西,透過這些租戶體驗應用,開始成為現實。」

PoE 是對這種數位化的補充,特別是對於建築或公司管理。考慮一些已使用 PoE 照明和感測器系統測試的選項:連線到 PoE 夾具的佔用感測器,可以通訊即時位置資訊,以便與暖通冷氣機系統一起使用,以微調溫度水準。從那時起,各種其他選項可能會進入組合。考慮 PoE 連線的電梯、攝影機和安全門禁系統,以響應 PoE 固定裝置,傳達建築物不同區域人員的存在。

然而,有幾個關鍵點需要考慮。低壓系統應設計為使用所有可用的瓦數,並根據每個埠的需求進行分配,從而減少所需的伺服器數量。Jones 說,Axis 是設計系統以支援每個港口最大使用瓦數的公司之一。

還有電纜考慮因素。使用 PoE,電纜不能執行太久;根據能源部的說法,夾具和 PoE 伺服器交換機之間最多 50 米將導致 5% 或更少的損失。

安裝人員還必須瞭解並選擇符合測試要求的產品。帶有整體 PoE 元件的固定裝置,必須滿足 UL2108 標準,即使它們由低壓電源供電。Jones 說,並非所有製造商都已完成這項測試,因此驗證夾具是否經過測試很重要。

證明的結果

PoE 照明系統的早期例子,佈署在許多商業和建築環境中。Abbas 說,LED Industries 過去的一些專案,包括德克薩斯州沃思堡的辛克萊萬豪酒店,該酒店幾乎完全在 PoE 上執行。思科位於賓夕法尼亞廣場 1 號的紐約辦事處也已轉向 PoE 電力。

Abbas 說,一些使用者被 PoE 低壓照明的安全性所吸引。

他說:「人們可以直接觸控燈泡插座,他們最多得到的只是靜態衝擊,因為電壓最大為 48V,平均電壓為 24V。」

即使連線與水接觸,它也不會像常規線路電壓那樣危及生命。

Abbas 說,清潔能源的好處不僅僅是減少電力消耗。它比線路電壓安裝少使用 60% 的銅。控制和安排燈光的靈活性,為任何 PoE 設定提供了重大福音。一些公司正在使用 PoE 系統來安排光線遵循晝夜節律,並對照明空間的人的心理健康和生產力產生積極影響。

行業的其他人同意。Meek 說,PoE 已經是全球辦公室的主要產品,高達 90W 的容量為新的選擇打開了大門,如為安全系統和 Pan tilt 攝影機、顯示器、窗簾甚至冷氣機和冰箱供電。

Meek 說:「從長遠來看,隨著環境滿足需求,對包括 PoE 照明在內的智慧建築技術的興趣只會加快」,因為許多人希望遷移到健康的混合工作環境。

對於製造商和設計師來說,這項技術仍然取決於照明行業的進一步教育。

Abbas 說:「大多數人並不真正瞭解 PoE 是如何運作的,基於這一點,不給它一天的時間。」「LED Industries 堅信 PoE 是未來,瞭解 PoE 及其能力的人越多,每個人都會受益越多。」


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